今天，許多人都聽說(shuō)過(guò)SpaceX， 但很少有人知道SpaceX是干什么的， 知道SpaceX真正在做什么的人更少。

我們前面談到過(guò)，SpaceX真正在做的事是：它嘗試降低太空旅行的花銷，解決這一讓人類成為在太空里自由來(lái)往的多行星文明進(jìn)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)人類文明進(jìn)行備份。

2008年，在成功進(jìn)行了一次軌道發(fā)射之后，一大批新客戶急于簽下SpaceX便宜的太空遞送服務(wù)合同。于是，SpaceX擺脫學(xué)步器，給自己建造一枚真家伙的時(shí)候到了。

“獵鷹9”號(hào)是世界上最先進(jìn)的火箭，跟“獵鷹1”號(hào)相比有了巨大的提升。“獵鷹9”號(hào)身材高大，68米高，是“獵鷹1”號(hào)的3倍還多，相當(dāng)于一幢20層樓房。如果橫放，它會(huì)占據(jù)3/4的橄欖球場(chǎng)。“獵鷹1”號(hào)只能攜帶少于1噸的有效載荷，而“獵鷹9”號(hào)可以攜帶13噸。從任何一方面說(shuō)，“獵鷹9”號(hào)都能讓SpaceX跟太空業(yè)里的大企業(yè)相媲美。

了解火箭能讓你對(duì)它產(chǎn)生敬畏?；鸺仨殘?jiān)固得令人難以想象——它是攜帶爆炸性物質(zhì)的1000噸龐然大物，能夠以超高速穿越颶風(fēng)級(jí)別的氣流;但同時(shí)它的設(shè)計(jì)精密到毫米，因?yàn)樗鼉?nèi)部充滿了非常脆弱精細(xì)的東西，比如電腦電路板、精密衛(wèi)星，以及活生生的人。一般的制造技術(shù)往往無(wú)法滿足這種特殊需求。在SpaceX工廠，工作人員向我展示了形狀怪異的“獵鷹9”號(hào)的零部件，它們必須通過(guò)3D打印（并且經(jīng)過(guò)3D設(shè)計(jì)），因?yàn)闆]有其他方法能把它們打造成正確的樣子。不過(guò)這些都不是我們的問(wèn)題，所以讓我們忽略細(xì)節(jié)，簡(jiǎn)化故事的輪廓。

一級(jí)火箭

一級(jí)火箭有一份重要的為時(shí)3分鐘的工作：在失去動(dòng)力墜落進(jìn)大海之前，把二級(jí)火箭和有效載荷送入100千米高度。

和“獵鷹9”號(hào)其他部分一樣，火箭第一級(jí)也是在SpaceX位于加利福尼亞的總部制造的。

第一級(jí)火箭的主要部分是一個(gè)巨大的燃料箱，具有兩個(gè)主要組分：一個(gè)裝滿火箭級(jí)柴油，另一個(gè)裝滿液態(tài)氧。讓火箭利用空氣中的氧氣是行不通的，因?yàn)樗陲w行時(shí)很快就會(huì)到達(dá)缺乏氧氣的高度。氧氣在-183℃變成液體，同時(shí)體積只有氣態(tài)氧的1/1000左右，因此一枚火箭可以攜帶很多。這兩種組分混合在一起就是火箭的助推燃料。

“獵鷹1”號(hào)的升空完全是由SpaceX自行研發(fā)的超級(jí)強(qiáng)大的“梅林”引擎助推的。

“梅林”引擎是目前世界上最高效、最先進(jìn)的引擎?；鸺嬗幸豁?xiàng)重要的數(shù)據(jù)指標(biāo)，叫作推力重量比，代表它能夠把自身重量的多少倍抬起來(lái)?！懊妨帧币嬷丶s0.5噸，具有超過(guò)80噸的推力，因此，它的這項(xiàng)數(shù)據(jù)是165∶1，讓其他類似的引擎都相形見絀。

想象9臺(tái)“梅林”引擎一起點(diǎn)燃。這就是“獵鷹9”號(hào)發(fā)射時(shí)的情形?；鸺拿志驮醋赃@9臺(tái)引擎——8臺(tái)在外圍排成圓圈，1臺(tái)位于正中央。

9臺(tái)“梅林” 引擎可產(chǎn)生650噸的推力，足夠把360輛汽車送入太空（這些汽車堆疊起來(lái)的高度相當(dāng)于世貿(mào)大廈）。引擎最終抬起的火箭和燃料總共重達(dá)550噸，除此之外，它還有足夠的推力在頂端攜帶數(shù)量可觀的有效載荷。

二級(jí)火箭

火箭發(fā)射升空3分鐘后，第一級(jí)火箭和第二級(jí)火箭進(jìn)行分離。

第二級(jí)是第一級(jí)的縮小版，同樣填滿了燃料。第二級(jí)火箭的“梅林”引擎只有一臺(tái)——專供太空環(huán)境下使用的版本，鐘形的延展來(lái)增加推力。這里不需要那么多引擎是因?yàn)椋孩俅藭r(shí)火箭已經(jīng)脫離了濃密的大氣層;②沒有了第一級(jí)，需要被推進(jìn)的總重量大幅度減少;③火箭的速度已經(jīng)相當(dāng)快了，大部分加速工作都已經(jīng)完成。

二級(jí)火箭的持續(xù)工作時(shí)間可能是幾分鐘到幾小時(shí)不等。引擎可以關(guān)閉再啟動(dòng)，并且具有調(diào)整方向的能力。它的工作就是準(zhǔn)確地把有效載荷以正確的速度送到正確的位置上。一旦完成這項(xiàng)工作，它就會(huì)從有效載荷上脫離并且掉落。

“獵鷹9”號(hào)的頭部有兩種，區(qū)別在于它們攜帶的是哪種有效載荷。下圖是第一種：

當(dāng)火箭頭部是這樣時(shí)，攜帶的通常是一顆衛(wèi)星。頂端的突起是由兩塊保護(hù)殼構(gòu)成的整流罩。它看上去只有一個(gè)浴缸大小，但實(shí)際上，它的大小相當(dāng)于一輛公交車。

一旦二級(jí)火箭以一定的速度開始運(yùn)行（大約是子彈速度的4倍），整流罩就脫離并墜入大氣層燃燒掉了。

“獵鷹9”號(hào)的第二種頭部是這樣的：

更尖的頭部意味著火箭攜帶的是龍飛船。

SUV大小的龍飛船是SpaceX的航天器， 其設(shè)計(jì)目的是運(yùn)輸貨物，最終有一天將在地球和太空之間運(yùn)送人類。美國(guó)航空航天局在2008年跟SpaceX簽的合同就是使用龍飛船向國(guó)際空間站運(yùn)送12次物資。右圖的圓錐狀物體是龍飛船的增壓艙，也是唯一能夠返回地球的部分。左圖的圓柱狀物體是減壓箱，攜帶有額外貨物，太陽(yáng)能電池板（在太空中向龍飛船提供能源）也裝在這里。這兩部分一起可以攜帶大約6噸的貨物。邊緣的小孔是龍飛船用來(lái)在太空中調(diào)整姿態(tài)的小型助推器引擎，底部是飛船返回時(shí)需要用到的隔熱層。

“獵鷹9”號(hào)的職業(yè)生涯

“獵鷹1” 號(hào)在2009年夏天進(jìn)行了第五次，也是最后一次發(fā)射， 將SpaceX的首位客戶——馬來(lái)西亞政府——的一顆衛(wèi)星送入地球軌道，這也是它的第二次成功發(fā)射。但是因?yàn)轶w積更大、功能更強(qiáng)的“獵鷹9”號(hào)正在制造當(dāng)中，“獵鷹1”號(hào)不再被需要了，它從此光榮退休。

“獵鷹1”號(hào)的5次發(fā)射地都是位于太平洋上的一個(gè)叫作夸賈林環(huán)礁的小島。但是自從有了“獵鷹9”號(hào)，SpaceX加入了太空業(yè)最有競(jìng)爭(zhēng)力的隊(duì)伍，并且因此獲得了美國(guó)頂級(jí)發(fā)射場(chǎng)的席位——加利福尼亞范德堡空軍基地和傳奇的佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角基地。

“獵鷹9”號(hào)的首次航程（演示運(yùn)行）獲得了成功。

然后，SpaceX開始做人們認(rèn)為商業(yè)公司不知道該如何去做的事情。

將航天器送入太空很難，但是把它帶回地球更加困難。打個(gè)比方，從碼頭上跳進(jìn)海里，除了因海水很冷而冰到你以外，你不會(huì)受到其他傷害;但如果你從橋上跳進(jìn)海里，就會(huì)出問(wèn)題，唯一的區(qū)別在于入水時(shí)的速度。航天器進(jìn)出大氣層時(shí)的情況也是如此。

你感受不到大氣層，是因?yàn)槟愕乃俣群苄?，如果你激烈地?fù)]舞雙臂，就會(huì)感到大氣的存在。進(jìn)一步提高速度，比如坐在敞篷車或者快艇上，你很快就會(huì)感到來(lái)自大氣的拍擊。因此，當(dāng)?shù)厍蜍壍郎系奈矬w——它的速度大約是27300千米/時(shí)——決定返回地球時(shí)，它感受到的是風(fēng)速為2730 0千米/時(shí)的颶風(fēng)。颶風(fēng)分為5級(jí)，風(fēng)速每增加32千米/ 時(shí)強(qiáng)度上升一級(jí)。在地面，以27300千米/

時(shí)的速度移動(dòng)，相當(dāng)于身處842級(jí)颶風(fēng)當(dāng)中。當(dāng)然，處在高空大氣層稀薄的空氣當(dāng)中時(shí)，颶風(fēng)的強(qiáng)度會(huì)小一些，但是還是相當(dāng)了得的。

颶風(fēng)的可怕之處在于力度。如果是處于842級(jí)颶風(fēng)當(dāng)中，問(wèn)題就更大了。航天器在大氣層上部時(shí)，高速意味著它前方的空氣沒有時(shí)間給它讓開一條路，因此會(huì)被劇烈壓縮，變得極度灼熱。在大氣層更為濃密的低處，航天器還需要面對(duì)劇烈摩擦產(chǎn)生的高溫。巖石耐受不住這樣的高溫，因此會(huì)在穿越大氣層時(shí)變成流星。想要建造一艘能夠耐受超高溫的航天器就需要很多奇特的技術(shù)了。

直到2010年，只有五個(gè)國(guó)家成功發(fā)射并回收了航天器。“獵鷹9”號(hào)的第二次發(fā)射，讓第一艘龍飛船在首次運(yùn)行時(shí)就成功進(jìn)入地球軌道，在環(huán)繞地球兩圈之后，龍飛船穿過(guò)842級(jí)颶風(fēng)安全返回了地面，使SpaceX成為世界上第一家成功回收軌道航天器的公司，成為世界上僅有的六家擁有此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)體組織之一。對(duì)一家只進(jìn)行過(guò)七次發(fā)射的公司來(lái)說(shuō)，這是不錯(cuò)的成績(jī)。

“獵鷹9”號(hào)的第三次發(fā)射同樣創(chuàng)造了歷史。在為美國(guó)航空航天局執(zhí)行首次任務(wù)時(shí)，龍飛船成為首個(gè)與國(guó)際空間站對(duì)接的商用航天器。

“‘獵鷹9號(hào)是真正的明星?！?萬(wàn)斯寫道，“如果說(shuō)從夸賈林島發(fā)射的‘獵鷹1號(hào)是初創(chuàng)企業(yè)的作品，那么從范德堡空軍基地發(fā)射的‘獵鷹9號(hào)就是航天業(yè)巨無(wú)霸的作品。”在成功進(jìn)行了兩次演示任務(wù)之后，美國(guó)航空航天局對(duì)SpaceX已經(jīng)有了足夠的信任，取消了第三次演示發(fā)射，開始正式與SpaceX合作，用龍飛船向國(guó)際空間站運(yùn)送物資。

需要注意的事項(xiàng)

1.火箭發(fā)射前冒出的白煙是從液氧罐中逸出的氧氣。

2.在起飛前5秒，一個(gè)被稱為“尼亞加拉”的消防系統(tǒng)開始向發(fā)射場(chǎng)的地面沖水。這么做的目的是抑制引擎震耳欲聾的聲音，否則強(qiáng)大的聲波會(huì)對(duì)火箭造成損傷。

3.起飛前幾秒引擎開始點(diǎn)火。此時(shí)巨型的鉗夾把火箭固定住，好讓電腦進(jìn)行快速測(cè)試，以保證所有系統(tǒng)都在正常運(yùn)行。如果沒有問(wèn)題，鉗夾會(huì)在T-0時(shí)刻釋放，火箭隨之起飛。

4.計(jì)時(shí)必須精確到秒。哪怕錯(cuò)了1秒，龍飛船也無(wú)法與國(guó)際空間站對(duì)接。

5.在最初3分鐘，火箭尾部噴射出的火焰從鮮艷的亮橙色逐漸變?yōu)榉稚⒌幕疑?。這是因?yàn)殡S著高度的增加，大氣中的氧氣變得稀薄，燃燒變得越來(lái)越困難了。

6.一級(jí)火箭在3分26秒時(shí)分離。

7.在一級(jí)火箭分離之后，你看見的黑色鐘形結(jié)構(gòu)是二級(jí)火箭唯一的“梅林”引擎。這時(shí)候你看不見引擎里冒出任何火光，因?yàn)樵谀莻€(gè)高度燃燒是不可能的，所以在出了引擎之后，燃燒就立刻停止了。

8.之后的7分鐘里沒有多少事情發(fā)生。

9.11分09秒，火箭充分到達(dá)軌道，二級(jí)火箭分離。

10.視頻中剩下的大部分畫面都是由二級(jí)火箭攜帶的攝像機(jī)拍攝的龍飛船獨(dú)自運(yùn)行的情況。

11.在最后25秒，你可以看到龍飛船的太陽(yáng)能電池板打開。